Bidang miring dalam kehidupan sehari-hari digunakan untuk menaikan benda yang berat dari tempat rendah ke lebih tinggi. Tujuan menggunakan bidang miring adalah untuk mengurangi tenaga yang dibutuhkan untuk memindahkan benda tersebut. Sebagai contoh aplikasi penggunaan bidang miring dapat kita temui pada proses menaikan peti yang berat keatas truk Seperti gambar berikut. Show Advertisment Contoh penggunaan bidang miring Seperti terlihat pada gambar diatas dua orang menaikkan peti yang berat sekali ke dalam truk, digunakan bidang miring yang merupakan titian dari lantai ke atas truk. Kemudian didorong peti itu melewati titian. Berapa besarnya gaya dorong yang dibutuhkan dan berapakah usaha yang dilakukan? Untuk menaikkan peti ke dalam truk dibutuhkan gaya dorong minimal F1 berlawanan arah dengan F. Dari gambar di atas maka diperoleh perbandingan sebagai berikut. Apabila , maka gaya mg atau seperlima gaya berat peti yang dinaikkan ke dalam truk, maka peti seberat 1000 newton, dapat didorong ke dalam truk dengan gaya 200 newton. Besarnya usaha yang dilakukan : Usaha ini sama dengan usaha untuk menaikkan peti tersebut setinggi h secara langsung [naik vertikal] tanpa melalui bidang miring. Jadi jelas bidang miring digunakan untuk mempermudah usaha, bukan mengurangi besarnya usaha yang harus kita lakukan. Keuntungan mekanis bidang miring adalah sebesar jika = 5, maka keuntungan mekanisnya 5. Dalam praktik tidak ada bidang miring yang licin, tetapi gaya gesekan pasti ada sebab itu F1 harus lebih besar dari . Sebagian usaha berubah menjadi kalor karena adanya gesekan. Keuntungan Mekanik Bidang MiringGaya yang digunakan untuk menaikkan barang-barang ke atas truk dengan bidang miring jauh lebih kecil dibandingkan jika mengangkatnya dengan tangan secara langsung. Bagaimana hubungan antara gaya kuasa dengan panjang bidang miring? Jika tinggi bidang miring h, panjang bidang miring s, berat benda yang dinaikkan melalui bidang miring w, dan gaya yang digunakan untuk memindahkan benda itu sebesar F maka keuntungan mekanik bidang miring dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut. Keuntungan Mekanik Benda-Benda Dengan Konsep Bidang MiringContoh Soal Bidang MiringSeseorang menaikkan peti yangberat ke atas truk dengan menggunakan bidang miring yang panjangnya 3 meter. Jika tinggi bak truk 120 cm, berapa keuntungan mekanik bidang miring yang digunakan? Jika berat peti tersebut 2.400 N, berapa besar gaya untuk menaikkan drum itu? Diketahui : s = 3 m Ditanya : KM = …? Jawab : Jadi, keuntungan mekanik bidang miring yang digunakan untuk menaikkan peti ke atas bak truk adalah 21 2 dengan gaya 960 N. Bidang miring adalah pesawat sederhana berupa bidang datar dengan salah satu sisinya [ujungnya] berada pada posisi lebih tinggi. Apa kabar adik-adik? Semoga kalian selalu dalam keadaan sehat. Materi fisika kita kali ini akan membahas tentang pesawat sederhana bidang miring. Materi ini dipelajari oleh siswa SD, SMP kelas 8 dan SMA kelas 10. Seperti yang dipahami, bahwa pesawat sederhana adalah alat bantu untuk memudahkan usaha atau pekerjaan. Di antara sekian jenis alat bantu tersebut, salah satunya adalah bidang miring. Kalian pasti pernah melihat seseorang mendorong barang ke atas truk menggunakan papan kayu yang salah satu ujungnya bertumpu pada bak truk dan ujung yang lainnya menumpu di atas tanah. Mengapa harus menggunakan papan kayu miring, padahal barang tersebut bisa diangkat langsung ke atas truk? Si orang tersebut pasti akan menjawab bahwa barang-barang terasa lebih ringan dan mudah jika naikkan menggunakan papan kayu miring. Mengapa begitu? Nah, alasannya bisa kalian ketahui setelah menyimak materi ini. Baiklah, kita mulai saja materinya... Apa yang dimaksud dengan bidang miring? Dalam fisika, bidang miring adalah sebuah bidang datar dengan salah satu sisinya [ujungnya] berada pada posisi lebih tinggi membentuk sudut kemiringan tertentu di atas tanah. Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang bekerja dengan cara menambah jarak tempuh benda untuk memperkecil usaha. Bidang miring sering digunakan manusia untuk mempermudah usaha. Alat berfungsi untuk menghubungkan dua tempat dengan ketinggian yang berbeda. Bidang miring kebanyakan digunakan untuk membantu proses pemindahan benda. Bidang miring bisa mempermudah gerakan benda. Untuk memindahkan benda dari suatu tempat ke tempat yang lebih tinggi akan terasa berat jika langsung kita angkat. Namun, dengan bidang miring proses tersebut akan terasa lebih ringan. Prinsip kerja bidang miring adalah memperbesar atau menambah jarak untuk mengurangi usaha. Jarak tempuh benda ditambah dengan menggunakan permukaan datar dengan salah satu ujungnya dibuat lebih tinggi dengan sudut kemiringan tertentu di atas tanah. Benda akan digerakkan disepanjang permukaan tersebut sehingga posisinya berpindah dari posisi yang lebih rendah ke posisi yang lebih tinggi, atau sebaliknya. Besaran-besaran yang terlibat dalam perhitungan bidang miring adalah gaya [F], panjang lintasan [s], tinggi bidang miring [h], dan berat benda [w = m . g]. Perhatikan gambar berikut ini:Berikut ini adalah rumus bidang miring beserta keterangan atau penjelasannya:
F = h/s . w, Karena, w = m . g, maka rumus di atas bisa ditulis dengan bentuk: F = h/s . m . g Keterangan:
Catatan: Jika pada soal tidak disebutkan secara langsung nilai percepatan gravitasi [g], maka gunakan nilai umum 10 m/s2. Rumus di atas merupakan rumus untuk mencari atau menghitung gaya pada bidang miring. Untuk mencari besaran lainnya, rumus tersebut cukup dibolak-balik. Berikut ini bentuknya: w = s/h . F s = w/F . h h = F/w .s Sebagai pesawat sederhana, bidang miring juga memiliki keuntungan mekanis [mekanik]. Bidang miring memiliki keuntungan mekanis yang merupakan perbandingan antara berat beban dan gaya, atau perbandingan antara panjang dan tinggi bidang miring.Berdasarkan definisi di atas, maka rumus keuntungan mekanis [mekanik] bidang miring dituliskan dengan persamaan: KM = w/F atau KM = s/h
Penyelesaian: h = F/w . s = 2.500/5.000 . 2 = 1 m Jadi, tinggi bak truk tersebut adalah 1 meter. Bidang miring sepanjang 4 m digunakan untuk menaikan benda di ketinggian 1 m. Jika massa benda 60 kg berapa gaya dorong yang di perlukan? Diketahui:
Penyelesaian: F = h/s . m . g = 1/4 . 60 . 10 = 150 N Jadi, gaya dorong yang diperlukan untuk menaikkan benda adalah 150 N. Papan miring sepanjang 2,5 meter digunakan untuk jalur mendorong benda untuk dinaikkan ke tempat dengan ketinggian 1 meter. Jika gaya didorong 50 N. Hitunglah berat benda yang didorong. Diketahui:
Penyelesaian: w = s/h .F = 2,5/1 . 50 = 125 N Jadi, berat benda yang didorong adalah 125 N. Bidang miring digunakan untuk memindahkan benda bermassa 20 kg. Jika gaya geseknya diabaikan, maka besar gaya F yang diperlukan untuk menahan ke bawah adalah... [g = 10 m/s2] Diketahui:
s = √62 + 82 = √36 + 64 = √100 = 10 m Ditanyakan: F....? Penyelesaian:F = h/s . m . g = 6/10 . 20 . 10 = 120 N Jadi, besar gaya F yang diperlukan untuk menahan ke bawah adalah 120 N. Sebuah bidang miring ujung atasnya setinggi 1 meter dari alasnya, sedangkan panjang bidang miring tersebut 4 meter, berat benda yang akan dinaikkan 1.000 Newton. Berapakah besarnya gaya dorong yang di perlukan bila bidang miring tersebut di anggap licin? Diketahui:
Ditanyakan: Penyelesaian: F = h/s . w = 1/4 .1.000 = 250 N Jadi, besar gaya dorong yang diperlukan adalah 250 N. Sebuah benda yang beratnya 2.500 N dipindahkan ke suatu tempat yang tingginya 2 meter dengan menggunakan bidang miring. Jarak yang harus ditempuh benda adalah 8 meter. Anggap bidang miring itu licin. a. Berapakah usaha yang harus diberikan untuk mengangkat benda secara langsung? b. Berapakah gaya yang harus dilakukan jika melalui bidang miring? c. Berapakah keuntungan mekanis bidang miring itu? Diketahui:
Ditanyakan: a. W....? b. F....? c. KM...? Penyelesaian: a. Usaha yang diberikan untuk mengangkat benda secara langsung ke ketinggian 2 meter. W = F . h = w . h = 2.500 . 2 = 5.000 J, atau = 5 kJ Jadi, usaha yang diperlukan untuk mengangkat benda secara langsung adalah 5.000 Joule atau 5 kJ. b. Gaya yang harus dilakukan jika melalui bidang miring F = h/s . w = 2/8 . 2.500 = 625 N c. Keuntungan mekanis bidang miring KM = s/h = 8/2 = 4 Jadi, keuntungan mekanis bidang miring tersebut adalah 4. Bidang miring adalah bidang datar dengan salah satu sisinya [ujungnya] berada pada posisi lebih tinggi. Bidang miring dirumuskan F = h/s . w. Gimana adik-adik, udah paham kan materi bidang miring di atas? Jangan bingung lagi yah. Sekian dulu materi kali ini, bagikan agar teman yang lain bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat. Bidang Miring: Rumus, Keuntungan Mekanis, Contoh Soal 2020-09-08T02:33:00-07:00 Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Afdan Fisika Video yang berhubungan |